JP7384416B2 - Minimal drive of transmitter to increase hover detection - Google Patents

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Description

開示されたシステムは、概して、ユーザー入力の分野、特に各種入力スタイラスおよび接触の使用に敏感に反応するデバイスに関する。 The disclosed system relates generally to the field of user input, and in particular to devices that are sensitive to the use of various input styluses and touch.

これは非仮特許出願であり、且つ2017年10月13日に出願された「High Proximity Minimal Transmit Sensor Driver」という標題の米国仮特許出願第62/572,005号の利益を要求する。それらの内容は参照によって本明細書に組込まれる。 This is a non-provisional patent application and claims the benefit of US Provisional Patent Application No. 62/572,005, filed on October 13, 2017, and entitled "High Proximity Minimal Transmit Sensor Driver." The contents thereof are incorporated herein by reference.

本開示の前述および他の目的、特徴、および利点は、添付の図面で例証されるような実施形態の以下のより詳細な記載から明白になるであろう。図中、参照文字は図面全体にわたって同一の部分を指す。図面は必ずしも同一縮尺である必要はなく、その代わりに開示された実施形態を例示することに重点が置かれている。
図1はセンサーのダイヤグラムである。 図2はセンサーための動作モードを説明するダイヤグラムである。 図3はセンサーのための別の動作モードを説明するダイヤグラムである。 図4はセンサーのための別の動作モードを説明するダイヤグラムである。 図5はセンサー構成の概略図である。
The foregoing and other objects, features, and advantages of the present disclosure will become apparent from the following more detailed description of embodiments as illustrated in the accompanying drawings. In the figures, reference characters refer to the same parts throughout the drawings. The drawings are not necessarily to scale, emphasis instead being placed upon illustrating the disclosed embodiments.
Figure 1 is a diagram of the sensor. FIG. 2 is a diagram illustrating the operating modes for the sensor. FIG. 3 is a diagram illustrating another mode of operation for the sensor. FIG. 4 is a diagram illustrating another mode of operation for the sensor. FIG. 5 is a schematic diagram of the sensor configuration.

米国特許第9,019,224号U.S. Patent No. 9,019,224 米国特許第9,529,476号U.S. Patent No. 9,529,476 米国特許第9,811,214号U.S. Patent No. 9,811,214 米国特許第9,158,411号U.S. Patent No. 9,158,411 米国特許第9,933,880号U.S. Patent No. 9,933,880 米国特許第9,804,721号U.S. Patent No. 9,804,721 米国特許第9,710,113号U.S. Patent No. 9,710,113 米国特許出願第15/162,240号U.S. Patent Application No. 15/162,240 米国特許出願第15/690,234号U.S. Patent Application No. 15/690,234 米国特許出願第15/195,675号U.S. Patent Application No. 15/195,675 米国特許出願第15/200,642号U.S. Patent Application No. 15/200,642 米国特許出願第15/821,677号U.S. Patent Application No. 15/821,677 米国特許出願第15/904,953号U.S. Patent Application No. 15/904,953 米国特許出願第15/905,465号U.S. Patent Application No. 15/905,465 米国特許出願第15/943,221号U.S. Patent Application No. 15/943,221 米国特許出願第62/540,458号U.S. Patent Application No. 62/540,458 米国特許出願第62/575,005号U.S. Patent Application No. 62/575,005 米国特許出願第62/621,117号U.S. Patent Application No. 62/621,117 米国特許出願第62/619,656号U.S. Patent Application No. 62/619,656 PCT公開PCT/US2017/050547号PCT Publication PCT/US2017/050547

様々な実施形態では、本開示は、ホバー、接触、圧力に敏感なシステム(例えば物体、パネルあるいはキーボード)及び、現実世界、人工現実、仮想現実及び、拡張現実の設定におけるそれらの適用に関する。本明細書での開示は、一般的に、ホバー、接触、圧力を検知するために高速マルチタッチを使用するすべてのタイプのシステムに適用することを、当業者によって理解されるだろう。ある実施形態では、本システムと方法は、スマートボード、スマートパッドと対話型のディスプレーを含むが、これらに限定されない、パネルとディスプレー面に適用することができる。 In various embodiments, the present disclosure relates to hover, touch, pressure sensitive systems (e.g. objects, panels or keyboards) and their applications in real world, artificial reality, virtual reality, and augmented reality settings. It will be understood by those skilled in the art that the disclosure herein generally applies to all types of systems that use high speed multi-touch to detect hover, touch, and pressure. In certain embodiments, the systems and methods can be applied to panels and display surfaces, including, but not limited to, smart boards, smart pads, and interactive displays.

本開示全体にわたって、用語「タッチする(touch)」、「タッチする(touches)」、「タッチイベント(touch event)」、「接触する(contact)」、「接触する(contacts)」、「ホバーする(hover)」、「ホバーする(hovers)」もしくは他の記述は、キー、キースイッチ、ユーザーの指、スタイラス、物体、または体の部分がセンサーによって検出されるイベント又は時間を記載するために使用されてもよい。幾つかのセンサーにおいて、ユーザーが、センサー、又はセンサーが埋め込まれる装置と物理的に接触した場合にのみ、検出が生じる。いくつかの実施形態の中で、また、語句「接触」によって通常は表示されるように、これらの検出が、センサー又はセンサーが埋め込まれる装置との物理的な接触の結果として生じる。他の実施形態の中で、そして「ホバーする」という言葉によって時々参照されるように、センサーは、タッチ面に距離を置いてホバーしている、あるいは、むしろセンサデバイスから離れた「タッチ」の検出を可能にするように調整されうる。また、センサーは、例えば、スタイラスあるいはペンなどの、導電性物体か静電容量物体が、表面と実際に物理的接触していないという事実にもかかわらず、認識可能な変化を引き起こす。したがって、感知された物理的接触への依存を示唆する本説明内の言葉の使用は、記載された技術がそれらの実施形態にのみ適用されることを意味すると解釈されるべきではなく;実際に、本明細書に記載されるものの全てではないが、ほぼ全てが、「接触する」および「ホバーする」に等しく適用され、これらは各々タッチである。通常は、本明細書に使用されるように、「ホバーする」という語句は、非接触タッチイベントまたはタッチを指す。また、本明細書で使用されるように、「ホバーする」という用語は、「タッチ」が本明細書に意図されるという意味で、「タッチ」の一種である。従って、本明細書で使用されるように、語句「タッチイベント」及び語句「タッチ」は、名詞として使用される場合、タッチに近いもの、及びタッチイベントに近いもの、又はセンサーを使用して識別され得る他のあらゆるジェスチャを含む。「圧力」は、物体の表面に対するユーザー接触(例えばユーザーの指または手による圧迫)によって及ぼされた単位面積あたりの力を指す。「圧力」の量は、同様に「接触」(つまり「タッチ」)の尺度である。「タッチ」は「ホバーする」、「接触する」、「圧力」、あるいは、「把持する」状態を指す。一方、「タッチ」の不足は、センサーによる正確な測定値のための閾値以下の信号によって通常は識別される。一実施形態に従い、タッチイベントは、非常に低いレイテンシ(例えば、約10ミリ秒以下、又は約1ミリ秒未満のオーダー)で、検出され、処理され、そして、ダウンストリームの計算プロセスに供給される場合がある。 Throughout this disclosure, the terms "touch," "touches," "touch event," "contact," "contacts," "hover" are used throughout this disclosure. "hover", "hovers" or other descriptions are used to describe events or times when a key, keyswitch, user's finger, stylus, object, or body part is detected by a sensor. may be done. For some sensors, detection occurs only when the user makes physical contact with the sensor or the device in which the sensor is implanted. In some embodiments, these detections occur as a result of physical contact with the sensor or the device in which the sensor is implanted, and as commonly indicated by the phrase "contact." Among other embodiments, and sometimes referred to by the term "hovering," the sensor may be hovering at a distance from the touch surface, or rather at a "touch" distance from the sensor device. It can be adjusted to enable detection. Also, the sensor causes a perceptible change despite the fact that the conductive or capacitive object, such as a stylus or pen, is not in actual physical contact with the surface. Therefore, the use of language in this description that suggests reliance on sensed physical contact should not be construed to mean that the described techniques apply only to those embodiments; , nearly all, but not all, of what is described herein applies equally to "touching" and "hovering", each of which is a touch. Typically, as used herein, the phrase "hover" refers to a non-contact touch event or touch. Also, as used herein, the term "hover" is a type of "touch" in the sense that "touch" is intended herein. Thus, as used herein, the phrases "touch event" and "touch" when used as nouns refer to near-touch, and near-touch events, or those identified using a sensor. including any other gestures that may be made. "Pressure" refers to the force per unit area exerted by user contact (eg, pressure by the user's fingers or hand) against the surface of an object. The amount of "pressure" is likewise a measure of "contact" (or "touch"). “Touch” refers to the state of “hovering,” “contacting,” “pressure,” or “grasping.” On the other hand, a lack of "touch" is usually identified by a signal below the threshold for accurate measurements by the sensor. According to one embodiment, touch events are detected, processed, and fed to downstream computational processes with very low latency (e.g., on the order of about 10 milliseconds or less, or less than about 1 millisecond). There are cases.

本開示において、特に特許請求の範囲内において使用されるように、第1の(first)、および第2の(second)などの順序の用語は、それら自体で、順番、時間、または一意性を示唆することは意図されず、むしろ1つの請求された構成を別のものと区別するために使用される。文脈が規定するいくつかの使用において、これらの用語は、第1の(first)と第2の(second)が一意的な物であることを示唆することもある。例えば、イベントが第1の時刻で生じて、別の出来事が第2の時に生じた場合、1回目が、2回目の前に、2回目の後に、あるいは2回目と同時に生じるという意図された含意はない。しかしながら、2回目が1回目の後であるという更なる限定が、請求項で提示される場合、文脈は、1回目と2回目が一意的な回であると読みとることを要求するだろう。同様に、内容がそのように規定するか許容する場合には、順序を示した用語は、特定された2つの請求項の構成が同じ特性、または異なる特性でありえるように、広く解釈されるように意図される。このように、例えば第1のおよび第2の周波数は、限定されないが、同じ周波数であり、例えば、第1の周波数が10Mhzであり、および第2の周波数が10Mhzであり、或いは異なる周波数であり、例えば、第1の周波数が10Mhzであり、および第2の周波数が11Mhzである。文脈は、例えば、第1および第2の周波数が互いに周波数直交であると、さらに限定される場合、あるいは、その場合にはそれらは同じ周波数ではないことを指示する場合がある。 As used in this disclosure, particularly in the claims, ordinal terms such as first, second, etc. by themselves imply order, time, or uniqueness. It is not intended to be suggestive, but rather is used to distinguish one claimed composition from another. In some usages, where the context dictates, these terms may also imply that first and second are unique. For example, if an event occurs at a first time and another event occurs at a second time, the intended implication is that the first event occurs before, after, or at the same time as the second. There isn't. However, if the further limitation that the second time is after the first time is presented in the claim, the context will require that the first time and the second time be read as unique times. Similarly, where the subject matter so stipulates or permits, ordinal terms are to be interpreted broadly so that two specified claim features may be of the same or different characteristics. intended. Thus, for example, the first and second frequencies can be, without limitation, the same frequency, for example, the first frequency is 10 Mhz and the second frequency is 10 Mhz, or they can be different frequencies. , for example, the first frequency is 10 Mhz and the second frequency is 11 Mhz. The context may, for example, further qualify that the first and second frequencies are frequency orthogonal to each other, or may indicate that they are not the same frequency.

本出願は、タッチイベントの検知のために設計されたセンサーの様々な実施形態を考慮する。センサー構成は、周波数直交信号手法(例えば特許文献1、2及び3を参照。それらのすべては参照によってこれによって本明細書に組込まれる。)の用途に適している。本明細書に議論されたセンサー構成は、走査あるいは時分割手法、および/または符号分割手法を含む、他の信号手法と共に使用されてもよい。本明細書に記載された、または説明されたセンサーは、信号浸剤(さらに信号注入と呼ばれた)手法および装置に関わる使用にも適していると言及することが適切である。 This application considers various embodiments of sensors designed for the detection of touch events. The sensor configuration is suitable for use in frequency-orthogonal signal techniques (see, for example, US Pat. The sensor configurations discussed herein may be used with other signal techniques, including scanning or time division techniques, and/or code division techniques. It is pertinent to mention that the sensors described or illustrated herein are also suitable for use in connection with signal immersion (further referred to as signal injection) techniques and devices.

本明細書に開示されているシステムおよび方法は、静電容量タッチセンサー、特に、とりわけ限定されないが、周波数分割多重化(FDM)、符号分割多重化(CDM)、またはFDM法とCDM法の両方を組み合わせたハイブリッド変調技術などの、直交信号方式に基づく多重化方式を用いる静電容量タッチセンサーを、設計、製造および使用することに関連した、及びそれらのための原則を含む。本明細書における周波数への言及は、他の直交信号ベースも指す場合がある。そのように、この出願は、引用により、「Low-Latency Touch Sensitive Device」という標題の本出願人の先の特許文献1、および「Fast Multi-Touch Post Processing」という標題の特許文献4を組み入れる。これらの出願は、本開示のセンサーと関連して使用されてもよいFDM、CDM、またはFDM/CDMのハイブリッドタッチセンサーを考慮する。そのようなセンサーにおいて、行からの信号が、列に結合(増大)され、分断(低減)され、結果がその列の上で受信されたとき、相互作用が感知される。連続して行を励起し、列における励起信号の結合を計測することによって、静電容量変化を反映したヒートマップは変化し、故に近接して生み出されうる。 The systems and methods disclosed herein can be applied to capacitive touch sensors, particularly, but not limited to, frequency division multiplexing (FDM), code division multiplexing (CDM), or both FDM and CDM methods. Principles related to and for the design, manufacture and use of capacitive touch sensors using multiplexing schemes based on orthogonal signaling, such as hybrid modulation techniques that combine References to frequency herein may also refer to other orthogonal signal bases. As such, this application incorporates by reference our previous US Pat. These applications contemplate FDM, CDM, or FDM/CDM hybrid touch sensors that may be used in conjunction with the sensors of the present disclosure. In such a sensor, the interaction is sensed when the signals from the rows are combined (increased) and decoupled (decreased) into a column, and the result is received on that column. By exciting the rows in succession and measuring the coupling of the excitation signals in the columns, a heat map reflecting capacitance changes can be produced in varying and therefore close proximity.

この出願は、さらに次の文献の中で開示された高速マルチタッチ・センサーおよび他のインターフェースに使用される原理を使用する:特許文献5、特許文献1、特許文献3、特許文献6、特許文献7、特許文献4。これらの特許内の開示、概念と命名法についての熟知が推定される。それらの特許の全開示および、参照によって中に組み込まれるそれらの特許及び特許出願の全開示は、参照によって本明細書に組込まれる。この出願は、下記文献の中で開示された高速マルチタッチ・センサーおよび他のインターフェースに使用される原理を使用する:特許文献8、特許文献9、特許文献10、特許文献11、特許文献12、特許文献13、特許文献14、特許文献15、特許文献16、特許文献17、特許文献18、特許文献19、特許文献20。これらの特許内の開示、概念と命名法についての熟知が推定される。それらの特許の全開示および、参照によって中に組み込まれるそれらの特許及び特許出願の全開示は、参照によって本明細書に組込まれる。 This application further uses principles used in high-speed multi-touch sensors and other interfaces disclosed in the following documents: US Pat. 7, Patent Document 4. Familiarity with the disclosure, concepts and nomenclature within these patents is presumed. The entire disclosures of those patents and the entire disclosures of those patents and patent applications incorporated by reference are herein incorporated by reference. This application uses principles used in high-speed multi-touch sensors and other interfaces disclosed in the following documents: US Pat. Patent Document 13, Patent Document 14, Patent Document 15, Patent Document 16, Patent Document 17, Patent Document 18, Patent Document 19, Patent Document 20. Familiarity with the disclosure, concepts and nomenclature within these patents is presumed. The entire disclosures of those patents and the entire disclosures of those patents and patent applications incorporated by reference are herein incorporated by reference.

図1は、一実施形態に従った高速マルチタッチセンサー(100)の特定の原理を示している。トランスミッタ(200)は、信号発生器(202)によって発生された異なる信号を、パネル(400)の送信導体(201)のそれぞれに送る。信号は、「直交」(すなわち互いに分離可能および区別可能)となるように設計される。受信機(300)は、各受信導体(301)に取り付けられており、信号プロセッサ302が動作可能に接続されている。送信導体(201)および受信導体(301)は、信号を送信することができ及び/または、受信する導体(さらにアンテナと呼ばれる)である。受信機(300)は、他の信号および/または雑音を含んで、又は、それらを含むことなく、送信された信号のいずれか、またはそれらの任意の組み合わせを受信するように、及び例えばその受信導体(301)に存在する直交の送信信号の各々に対する量のような基準を個別に判定するように設計される。センサーのパネル(400)は、一連の送信導体(201)と受信導体(301)(全て図示されず)を含み、それに沿って直交信号は伝搬することができる。ある実施形態では、タッチイベントが、送信導体(201)の少なくとも1個と受信導体(301)の少なくとも1個の間での連結の変化を引き起こすように、送信導体(201)および受信導体(301)は配置される。ある実施形態では、タッチイベントは、受信導体(301)に検知される、送信導体(201)上で送信された信号の量(例えば規模)の変化を引き起こすであろう。ある実施形態では、タッチイベントは、受信導体(301)で検知される、送信導体(201)上で送信された信号の位相の変化を引き起こすであろう。センサー(100)が連結の変動により根本的にタッチイベントを検知するので、特定の実施形態、タッチによってタッチ関連の連結にもたらされる変化のタイプに対して明らかかもしれない理由を除いて、あまり重要ではない。上記で議論されたように、タッチ、又はタッチイベントは、物理的なタッチではなく、むしろ、結合された信号に影響を及ぼすイベントを要求する。ある実施形態では、タッチまたはタッチイベントは、物理的なタッチではなく、むしろ反復可能か予測可能なやり方で結合された信号に影響与えるイベントを要求する。 FIG. 1 illustrates a particular principle of a high speed multi-touch sensor (100) according to one embodiment. The transmitter (200) sends different signals generated by the signal generator (202) to each of the transmission conductors (201) of the panel (400). The signals are designed to be "orthogonal" (ie, separable and distinguishable from each other). A receiver (300) is attached to each receive conductor (301) and has a signal processor 302 operably connected thereto. The transmitting conductor (201) and the receiving conductor (301) are conductors (further referred to as antennas) capable of transmitting and/or receiving signals. The receiver (300) is configured to receive and, e.g., receive any of the transmitted signals, or any combination thereof, with or without other signals and/or noise. It is designed to individually determine criteria such as the amount for each of the orthogonal transmitted signals present on the conductor (301). The sensor panel (400) includes a series of transmit conductors (201) and receive conductors (301) (all not shown) along which orthogonal signals can propagate. In some embodiments, the transmitting conductor (201) and the receiving conductor (301) are connected such that a touch event causes a change in coupling between at least one of the transmitting conductor (201) and at least one of the receiving conductor (301). ) is placed. In some embodiments, a touch event will cause a change in the amount (eg, magnitude) of the signal transmitted on the transmit conductor (201) that is sensed by the receive conductor (301). In some embodiments, a touch event will cause a change in the phase of the signal transmitted on the transmit conductor (201) that is sensed on the receive conductor (301). Since the sensor (100) fundamentally detects touch events due to variations in connectivity, this may not be of much importance, except for reasons that may be obvious for certain embodiments, the type of changes that a touch brings about in touch-related connectivity. isn't it. As discussed above, a touch, or a touch event, does not require a physical touch, but rather an event that affects the coupled signal. In some embodiments, a touch or touch event does not require a physical touch, but rather an event that affects the combined signals in a repeatable or predictable manner.

図1を続けて参照すると、ある実施形態の中で、通常は、送信導体(201)および受信導体(301)の両方の近傍でのタッチイベントの結果は、それが受信導体(301)上で検知されると、送信導体(201)で送信される信号の変化を引き起こす。ある実施形態では、結合の変化は、受信導体(301)上の連続の測定値の比較により検知されることもある。ある実施形態では、結合の変化は、受信導体(301)上でなされた測定と、送信導体(201)上で送信された信号の特徴とを比較することにより検知されることもある。ある実施形態では、結合の変化は、受信導体(301)上の連続の測定を比較することおよび、受信導体(301)上でなされた測定と、送信導体(201)上で送信された信号の既知の特徴を比較することの両方により測定されることもある。より一般的には、タッチイベントは、受信導体(301)上での信号の測定を生じさせ、故に、これに対応する。導体(201)上の信号が直交であるため、多数の行信号が、受信導体(301)に結合され、受信機(300)によって区別され得る。同様に、各送信導体(201)の信号は、複数の受信導体(301)に結合することができる。ある送信導体(201)につながれた、各受信導体(301)のために(どのようにタッチが行と列の間のカップリングに影響するかにかかわらず)、受信導体(301)上で測定された信号は、どの送信導体(201)がその受信導体(301)と同時にタッチされているか示す情報を含んでいる。受信された各信号の規模または位相変化は、一般に、対応する信号を運ぶ列(301)と行(201)の間の結合の量に関連し、および故に、タッチ物体のタッチ面までの距離、タッチによって覆われるタッチ面の領域及び/又はタッチの圧力を示し得る。 With continued reference to FIG. 1, in some embodiments, the result of a touch event in the vicinity of both the transmitting conductor (201) and the receiving conductor (301) is that it is on the receiving conductor (301). When detected, it causes a change in the signal transmitted on the transmitting conductor (201). In some embodiments, changes in coupling may be detected by comparing successive measurements on the receiving conductor (301). In some embodiments, a change in coupling may be detected by comparing measurements made on the receiving conductor (301) and characteristics of the signal transmitted on the transmitting conductor (201). In some embodiments, the change in coupling is determined by comparing successive measurements on the receiving conductor (301) and measuring the signal transmitted on the transmitting conductor (201) with the measurements made on the receiving conductor (301). It may be measured both by comparing known characteristics. More generally, a touch event causes and therefore corresponds to the measurement of a signal on the receiving conductor (301). Because the signals on the conductors (201) are orthogonal, multiple row signals can be coupled to the receive conductor (301) and distinguished by the receiver (300). Similarly, the signal on each transmit conductor (201) can be coupled to multiple receive conductors (301). For each receive conductor (301) connected to one transmit conductor (201), measured on the receive conductor (301) (regardless of how the touch affects the coupling between rows and columns) The received signal contains information indicating which transmitting conductor (201) is being touched at the same time as its receiving conductor (301). The magnitude or phase change of each signal received is generally related to the amount of coupling between the columns (301) and rows (201) carrying the corresponding signals, and therefore the distance of the touch object to the touch surface; The area of the touch surface covered by the touch and/or the pressure of the touch may be indicated.

タッチデバイスの様々な実装において、行(201)及び/又は列(301)と指または他のタッチオブジェクトとの間に保護バリアが存在し得るため、送信導体(201)及び/又は受信導体(301)との物理的タッチは起こりそうもない又は、不可能である。さらに、通常は、送信導体(201)および受信導体(301)自体は、互いに物理的なタッチしておらず、むしろ、信号がそれらの間で結合されることを可能とし、且つ結合は、タッチによって変化する近接位置に置かれる。通常、行-列の結合は、それらの間の実際の接触によるものでも、指または他のタッチオブジェクトからの実際のタッチによるものでもなく、むしろ、指(または他のオブジェクト)を近傍に移動させる効果によるものである。近接は結合の変化をもたらす。この効果は、タッチとして本明細書で言及される。 In various implementations of touch devices, there may be a protective barrier between rows (201) and/or columns (301) and fingers or other touch objects, such that transmitting conductors (201) and/or receiving conductors (301) ) is unlikely or impossible. Furthermore, typically the transmitting conductor (201) and receiving conductor (301) themselves are not in physical touch with each other, but rather allow signals to be coupled between them, and the coupling is placed in a proximity position that varies by. Typically, row-column connections are not due to actual contact between them or actual touch from fingers or other touch objects, but rather by moving fingers (or other objects) into proximity. This is due to the effect. Proximity results in changes in binding. This effect is referred to herein as touch.

ある実施形態では、送信導体(201)のおよび受信導体(301)の配向は、物理的なプロセスの結果として変動することもある。そして、互いに対する送信導体(201)および/または受信導体(301)の配向(例えば動作)の変化は、結合の変化を引き起こすこともある。ある実施形態では、物理的なプロセスの結果として、送信導体(201)と受信導体(301)の配向は変化することもある。そして、送信導体(201)と受信導体(301)の間の配向の範囲は、オーム接触を含んでおり、故に、ある範囲内のいくつかの配向において、送信導体(201)および受信導体(301)は物理的にタッチしていることもある。一方、その範囲の他の配向において、送信導体(201)および受信導体(301)は物理的に接触しておらず、それらの結合を変動することもある。ある実施形態の中で、行(201)および列(301)が物理的に接触していない場合、それらの結合は、共に接近する又は遠ざかる結果として変動することもある。ある実施形態の中で、送信導体(201)および受信導体(301)が物理的に接触していない場合、それらの結合は接地の結果として変動することもある。ある実施形態の中で、送信導体(201)および受信導体(301)が物理的な接触中でない場合、それらの結合は、結合された場の中で材料が変換された結果として変動することもある。ある実施形態の中で、送信導体(201)および受信導体(301)が物理的に接触していない場合、それらの結合は、送信導体(201)あるいは受信導体(301)の変形、あるいは行または列に関連したアンテナの結果として、変動することもある。 In some embodiments, the orientation of the transmit conductor (201) and of the receive conductor (301) may vary as a result of physical processes. And changes in the orientation (eg motion) of the transmit conductor (201) and/or the receive conductor (301) relative to each other may also cause a change in coupling. In some embodiments, the orientation of the transmit conductor (201) and receive conductor (301) may change as a result of physical processes. And the range of orientations between the transmitting conductor (201) and the receiving conductor (301) includes ohmic contact, and therefore, in some orientations within a range, the transmitting conductor (201) and the receiving conductor (301) ) may be a physical touch. On the other hand, in other orientations of the range, the transmit conductor (201) and the receive conductor (301) are not in physical contact and may vary their coupling. In some embodiments, if row (201) and column (301) are not in physical contact, their coupling may vary as a result of moving closer together or farther apart. In some embodiments, if the transmit conductor (201) and receive conductor (301) are not in physical contact, their coupling may vary as a result of grounding. In certain embodiments, when the transmitting conductor (201) and the receiving conductor (301) are not in physical contact, their coupling may also vary as a result of material transformations in the coupled field. be. In some embodiments, if the transmitting conductor (201) and the receiving conductor (301) are not in physical contact, their coupling may be through deformation of the transmitting conductor (201) or the receiving conductor (301), or through a row or There may also be variations as a result of the antennas associated with the rows.

送信導体(201)および受信導体(301)の性質は任意であり、また、特別な配向可能である。実際、送信導体(201)と受信導体(301)は、単に正方形グリッドを指すことを意図せず、むしろ、信号が送信される導体のセット(行)及び、信号が結合されるであろう導体のセット(列)を指すように意図される。信号が行上で送信される及び、列それ自体の上で受信される概念は任意であり、信号は、任意に列と指定された導体上に容易に送信され得る、且つ任意に行と命名された導体上で受信され得、あるいは両方とも任意に他の何かと命名され得る。さらに、行および列が格子状である必要はない。タッチイベントが行-列結合に影響を与える限り、他の形状も可能である。例えば、「行」は同心円であり、「列」は中心から外に放射するスポーク(spokes)であり得る。および「行」と「列」はいずれも幾何学的または空間的なパターンに従う必要はなく、したがって例えば、キーボード上のキーは、行と列を形成するために無作為に接続され得る(それらの相対的な位置に関連し、または関連せず)。さらに、アンテナまたは導体は、例えばITOから作られた行など簡易な導体ワイヤよりも定義された形がある行として使用されてもよい。例えば、アンテナまたは導体は、円形、あるいは長方形であり得る、あるいは、ほぼあらゆる形状、変化する形状であってもよい。行として使用されるアンテナまたは導体は、1つ以上の導体またはアンテナ、あるいは、列として働く1つ以上のアンテナまたは導体の近傍に配向していてもよい。ある実施形態では、アンテナまたは導体は信号送信に使用され、信号を受信するために使用される1つ以上の導体、あるいは1つ以上の他のアンテナの近傍に配向されることもある。タッチは、信号送信に使用されたアンテナまたは導体と、信号を受信するために使用されるアンテナまたは導体との間の結合を変化させるだろう。 The nature of the transmitting conductor (201) and the receiving conductor (301) is arbitrary and special orientations are possible. In fact, transmitting conductors (201) and receiving conductors (301) are not intended to simply refer to a square grid, but rather to a set (row) of conductors over which a signal is transmitted and to which conductors the signal will be combined. is intended to refer to a set (column) of The concept that signals are transmitted on rows and received on columns themselves is arbitrary; signals can easily be transmitted on conductors arbitrarily designated columns, and arbitrarily named rows. or both may be arbitrarily named something else. Furthermore, the rows and columns need not be grid-like. Other shapes are possible as long as touch events affect row-column connections. For example, "rows" can be concentric circles and "columns" can be spokes radiating outward from the center. and neither "rows" nor "columns" need to follow a geometric or spatial pattern; thus, for example, keys on a keyboard may be connected randomly to form rows and columns (their (with or without relative position). Additionally, the antenna or conductor may be used as a row with a more defined shape than a simple conductor wire, such as a row made of ITO, for example. For example, the antenna or conductor may be circular, or rectangular, or may be of virtually any shape or varying shape. The antennas or conductors used as rows may be oriented in the vicinity of one or more conductors or antennas, or one or more antennas or conductors serving as columns. In some embodiments, the antenna or conductor is used for signal transmission and may be oriented in close proximity to one or more conductors or one or more other antennas used to receive the signal. A touch will change the coupling between the antenna or conductor used to transmit the signal and the antenna or conductor used to receive the signal.

信号の伝搬チャネルが2種類のみである必要はない:送信導体(201)と受信導体(301)の代わりに、ある実施形態において、チャネル「A」、「B」、及び「C」を設けてもよく、そこでは、「A」上で送信された信号は「B」上及び「C」上で受信され、又は、ある実施形態において、「A」上及び「B」上で送信された信号は「C」上で受信され得る。信号の伝搬チャネルが機能を交代させること、時に送信機を支援し且つ時に受信機を支援し得ることも可能である。送信される信号が直交であり、したがって受信される信号から分離可能である場合、信号の伝播チャネルは送信機と受信機を同時に支援することができることが、さらに検討される。3つ以上のタイプのアンテナあるいは導体は、単なる「行」および「列」として使用されてもよい。多くの代替的な実施形態が可能であり、これらは本開示を考慮した後において、当業者に明白であるであろう。同様に、各送媒体において、唯一の送信される信号が存在する必要はない。ある実施形態では、多重直交信号は各行あるいはアンテナ上で送信される。 It is not necessary that there are only two types of signal propagation channels: instead of transmitting conductors (201) and receiving conductors (301), in some embodiments channels "A", "B" and "C" are provided. where a signal transmitted on "A" is received on "B" and "C" or, in some embodiments, a signal transmitted on "A" and "B" may be received on "C". It is also possible that the propagation channel of the signal can alternate functions, sometimes supporting the transmitter and sometimes supporting the receiver. It is further contemplated that if the transmitted signal is orthogonal and therefore separable from the received signal, the signal propagation channel can support a transmitter and a receiver simultaneously. More than two types of antennas or conductors may be used simply as "rows" and "columns." Many alternative embodiments are possible and will be apparent to those skilled in the art after considering this disclosure. Similarly, there need not be a unique transmitted signal in each transmission medium. In some embodiments, multiple orthogonal signals are transmitted on each row or antenna.

手短に図1に戻り、前述されるように、ある実施形態では、タッチ面であるパネル(400)は一連の送信導体(201)および受信導体(301)を含み、信号はそれに沿って伝播することができる。上に議論されるように、送信導体(201)および受信導体(301)は、それらがタッチされない場合には、それらがタッチされる場合とは異なって信号が連結されるように、配向される。それらの間で結合される信号における変化は、概してタッチが漸次的変化として測定されるようなタッチに対し比例または反比例しても良く(必ずしも線形比例ではない)、その結果、強いタッチ(つまり、より近いまたはしっかりとした)とより弱いタッチ(つまり、より遠いまたはより柔らかい)、および非タッチさえの区別も可能にする。 Returning briefly to FIG. 1 and as previously mentioned, in one embodiment, the panel (400), which is a touch surface, includes a series of transmitting conductors (201) and receiving conductors (301) along which the signal propagates. be able to. As discussed above, the transmit conductor (201) and the receive conductor (301) are oriented such that the signals are coupled differently when they are not touched than when they are touched. . The changes in the signals coupled between them may be generally proportional or inversely proportional (but not necessarily linearly proportional) to the touch such that the touch is measured as a gradual change, resulting in a strong touch (i.e. It also allows for the distinction between touch (closer or firmer) and weaker touch (i.e., farther or softer), and even non-touch.

受信機(300)は、信号プロセッサ(302)が動作可能に接続されている各受信導体(301)に取り付けられている。受信機(300)は、受信導体(301)上に存在する信号を受信するように設計され、直交信号、直交信号の無作為な組み合わせ、および存在する雑音または他の信号のいずれかを含む。通常は、受信機は、受信導体(301)上に存在する信号のフレームを受信するように、および信号を提供する列を識別するように設計されている。信号のフレームは積分周期またはサンプリング周期の間に受信される。ある実施形態では、受信機のデータに関連付けられた信号プロセッサ(302)は、信号のフレームが捕捉された時間の間に、その受信導体(301)上に存在する直交の送信信号それぞれの量に関連付けられた尺度を決定し得る。このように、各受信導体(301)とタッチ状態にある送信導体(201)の識別に加えて、受信機は、タッチに関する付加的な(例えば、質的な)情報を提供することができる。概して、タッチイベントは、導体(301)上の受信された信号に対応し得る(または反比例して対応し得る)。各受信導体(301)のために、その上に受信された様々な信号は、どの対応する送信導体(201)が、受信導体(301)と同時にタッチされているかを示す。ある実施形態では、対応する送信導体(201)と受信導体(301)の間の結合量は、例えば、タッチによって覆われたタッチ面の面積、タッチの圧力などを示し得る。ある実施形態では、対応する送信導体(201)と受信導体(301)の間の、経時的な結合における変化は、2つの導体の交点でのタッチにおける変化を示す。 A receiver (300) is attached to each receiving conductor (301) to which a signal processor (302) is operably connected. The receiver (300) is designed to receive the signals present on the receiving conductor (301), including orthogonal signals, random combinations of orthogonal signals, and any noise or other signals present. Typically, the receiver is designed to receive frames of signals present on the receiving conductor (301) and to identify the column providing the signal. Frames of signals are received during integration or sampling periods. In some embodiments, the signal processor (302) associated with the receiver's data determines the amount of each orthogonal transmitted signal present on its receive conductors (301) during the time the frame of the signal was captured. An associated measure may be determined. Thus, in addition to identifying each receiving conductor (301) and the transmitting conductor (201) in touch, the receiver can provide additional (eg, qualitative) information regarding the touch. Generally, a touch event may correspond (or may correspond inversely) to a received signal on conductor (301). For each receive conductor (301), the various signals received on it indicate which corresponding transmit conductor (201) is being touched at the same time as the receive conductor (301). In an embodiment, the amount of coupling between the corresponding transmitting conductor (201) and receiving conductor (301) may be indicative of, for example, the area of the touch surface covered by the touch, the pressure of the touch, etc. In some embodiments, a change in the coupling over time between corresponding transmit conductors (201) and receive conductors (301) is indicative of a change in touch at the intersection of the two conductors.

ある実施形態では、混合信号集積回路は、信号発生器、送信機、受信機と信号プロセッサを含む。ある実施形態では、混合信号集積回路は、1つ以上の信号を生成し、かつ送信アンテナ信号を送るように適合される。ある実施形態では、混合信号集積回路は、複数の周波数直交信号を生成し、かつ送信アンテナに複数の周波数直交信号を送るように適合される。ある実施形態では、混合信号集積回路は、複数の周波数直交信号を生成し、かつ複数の行の各々に、複数の周波数直交信号の1つ以上を送るように適合される。ある実施形態では、周波数直交信号はDCから約2.5GHzまでの範囲にある。ある実施形態では、周波数直交信号はDCから約1.6MHzまでの範囲にある。ある実施形態では、周波数直交信号は50kHzから200kHzまでの範囲にある。周波数直交信号間の周波数間隔は、積分周期(つまりサンプリング周期)の逆数以上でなければならない。 In some embodiments, a mixed signal integrated circuit includes a signal generator, a transmitter, a receiver, and a signal processor. In some embodiments, a mixed signal integrated circuit is adapted to generate one or more signals and send a transmit antenna signal. In some embodiments, the mixed signal integrated circuit is adapted to generate multiple frequency orthogonal signals and send the multiple frequency orthogonal signals to the transmit antenna. In some embodiments, the mixed signal integrated circuit is adapted to generate a plurality of frequency orthogonal signals and send one or more of the plurality of frequency orthogonal signals to each of the plurality of rows. In some embodiments, the frequency orthogonal signals range from DC to about 2.5 GHz. In some embodiments, the frequency orthogonal signals range from DC to approximately 1.6 MHz. In some embodiments, the frequency orthogonal signals range from 50 kHz to 200 kHz. The frequency interval between the frequency orthogonal signals must be equal to or greater than the reciprocal of the integration period (that is, the sampling period).

ある実施形態では、混合信号集積回路(あるいは下流の構成部またはソフトウェア)の信号プロセッサは、行に送信された各周波数直交信号を表わす少なくとも1つの値を断定するように適合される。ある実施形態では、混合信号集積回路(あるいは下流の構成部またはソフトウェア)の信号プロセッサは、受信信号へのフーリエ変換を行なう。ある実施形態では、混合信号集積回路は受信信号をデジタル化するように適合される。ある実施形態では、混合信号集積回路(あるいは下流の構成部またはソフトウェア)は、受信信号をデジタル化し、かつデジタル化された情報の上で離散的フーリエ変換(DFT)を行なうように適合される。ある実施形態では、混合信号集積回路(あるいは下流の構成部またはソフトウェア)は、受信信号をデジタル化し、かつデジタル化された情報の上で高速フーリエ変換(FFT)を行なうのに適している--FFTは離散的フーリエ変換の一種である。 In some embodiments, the signal processor of the mixed signal integrated circuit (or downstream components or software) is adapted to assert at least one value representing each frequency-orthogonal signal transmitted to the row. In some embodiments, a signal processor in the mixed signal integrated circuit (or downstream components or software) performs a Fourier transform on the received signal. In some embodiments, the mixed signal integrated circuit is adapted to digitize the received signal. In some embodiments, the mixed signal integrated circuit (or downstream components or software) is adapted to digitize the received signal and perform a discrete Fourier transform (DFT) on the digitized information. In some embodiments, the mixed signal integrated circuit (or downstream components or software) is suitable for digitizing the received signal and performing a fast Fourier transform (FFT) on the digitized information. FFT is a type of discrete Fourier transform.

本質的には、DFTが、それが繰り返されるようなサンプリング周期中(例えば積分周期)に得られた、デジタルサンプル(例えばウィンドウ)の配列を処理することは、この開示を考慮して当業者に明白だろう。結果として、中心周波数(つまり積分周期の逆数の整数倍数ではない(逆数が最小限の周波数間隔を規定する))でない信号は、比較的名目上であるが、他のDFTビンへ小さな値を寄与する意図しない結果を持っていることもある。このように、我々が本明細書中の語句「直交」を使用するので、がそのような小さな寄与によって「破られない」ことは、この開示を考慮して当業者に明白だろう。言いかえれば、我々が語句「周波数直交」を本明細書に使用するとともに、一方の信号のDFTビンへの寄与のほぼすべてが、他の信号の寄与の全てとは異なるDFTビンになされる場合、2つの信号が周波数直交と考えられる。 Essentially, it will be clear to those skilled in the art in view of this disclosure that the DFT processes an array of digital samples (e.g., a window) obtained during a sampling period (e.g., an integration period) in which it is repeated. It should be obvious. As a result, signals that are not at the center frequency (i.e. not an integer multiple of the reciprocal of the integration period (the reciprocal defines the minimum frequency spacing)) contribute relatively nominally but small values to other DFT bins. It may also have unintended consequences. Thus, as we use the term "orthogonal" herein, it will be apparent to one of skill in the art in view of this disclosure that is not "broken" by such a small contribution. In other words, as we use the phrase "frequency orthogonal" herein, if substantially all of the contribution of one signal to a DFT bin is made to a different DFT bin than all of the contribution of the other signal. , the two signals are considered orthogonal in frequency.

ある実施形態では、受信信号は少なくとも1MHzでサンプリングされる。ある実施形態では、受信信号は少なくとも2MHzでサンプリングされる。ある実施形態では、受信信号は4Mhzでサンプリングされる。ある実施形態では、受信信号は4.096Mhzでサンプリングされる。ある実施形態では、受信信号は4MHzより上でサンプリングされる。 In some embodiments, the received signal is sampled at at least 1 MHz. In some embodiments, the received signal is sampled at at least 2 MHz. In one embodiment, the received signal is sampled at 4 Mhz. In one embodiment, the received signal is sampled at 4.096 Mhz. In some embodiments, the received signal is sampled above 4 MHz.

例えば、kHzサンプリングを達成するために、4096のサンプルが4.096MHzで得られることもある。そのような実施形態では、積分周期は1ミリセカンドである。周波数間隔が積分周期の逆数以上でなければならないという制限により、1kHzの最小の周波数間隔が得られる。(例えば、4MHzで4096のサンプルを得ることは、1ミリセカンドよりわずかに長い積分周期をもたらし、kHzサンプリングを達成せず、また976.5625Hzの最小の周波数間隔をもたらすことは、この開示を考慮して当業者に明白だろう。)ある実施形態では、周波数間隔は積分周期の逆数と等しい。そのような実施形態では、周波数直交信号範囲の最大周波数は2MHz未満でなければならない。そのような実施形態では、周波数直交信号範囲の実際的な最大周波数は、サンプリングレートの約40%未満、あるいは約1.6MHzでなければならない。ある実施形態では、DFT(FFTでありうる)は、デジタル化された受信信号を情報のビンに転換するために使用され、その各々は、送信アンテナ130により送信された周波数直交送信信号の周波数を反映している。ある実施形態では、2048のビンが1kHzから約2MHzまでの周波数に相当する。これらの例が典型的に、単に例示的なものであることは、この開示を考慮して当業者に明白だろう。システムの必要性に依存して、そして上に記載された拘束に従って、サンプリングレートは増加、あるいは減少し、積分周期は調節され、周波数範囲は調節されてもよい。 For example, 4096 samples may be obtained at 4.096 MHz to achieve kHz sampling. In such an embodiment, the integration period is 1 millisecond. The restriction that the frequency spacing must be greater than or equal to the reciprocal of the integration period results in a minimum frequency spacing of 1 kHz. (For example, obtaining 4096 samples at 4 MHz results in an integration period slightly longer than 1 millisecond, does not achieve kHz sampling, and also results in a minimum frequency spacing of 976.5625 Hz, given this disclosure.) (As would be clear to those skilled in the art.) In some embodiments, the frequency spacing is equal to the reciprocal of the integration period. In such embodiments, the maximum frequency of the frequency orthogonal signal range must be less than 2 MHz. In such embodiments, the maximum practical frequency of the frequency orthogonal signal range should be less than about 40% of the sampling rate, or about 1.6 MHz. In some embodiments, a DFT (which may be an FFT) is used to convert the digitized received signal into bins of information, each of which has a frequency orthogonal frequency of the transmitted signal transmitted by the transmit antenna 130. It reflects. In one embodiment, the 2048 bins correspond to frequencies from 1 kHz to about 2 MHz. It will be apparent to those skilled in the art in view of this disclosure that these examples are typically merely illustrative. Depending on the needs of the system and according to the constraints described above, the sampling rate may be increased or decreased, the integration period may be adjusted, and the frequency range may be adjusted.

ある実施形態では、DFT(FFTでありえる)出力は、送信される各周波数直交信号のビンを含む。ある実施形態では、それぞれのDFT(FFTでありえる)ビンは、同位相(I)と直角位相(Q)成分を含む。ある実施形態では、IとQの成分の二乗和は、そのビンに対する信号強度に対応する基準として使用される。ある実施形態では、IとQの成分の二乗和の平方根は、そのビンに対する信号強度に対応する基準として使用される。ビンに対する信号強度に対応する基準は、タッチと関係する基準として使用されることができることは、この開示を考慮して当業者に明白だろう。言いかえれば、あるビンの信号強度に対応する基準は、タッチイベントの結果として変化するだろう。 In some embodiments, the DFT (which can be FFT) output includes bins for each frequency-orthogonal signal that is transmitted. In some embodiments, each DFT (which can be FFT) bin includes in-phase (I) and quadrature (Q) components. In one embodiment, the sum of the squares of the I and Q components is used as a measure corresponding to the signal strength for that bin. In one embodiment, the square root of the sum of the squares of the I and Q components is used as a measure corresponding to the signal strength for that bin. It will be apparent to those skilled in the art in view of this disclosure that criteria corresponding to signal strength for bins can be used as touch related criteria. In other words, the measure corresponding to the signal strength of a given bin will change as a result of a touch event.

図2はセンサーの動作モードを説明するダイヤグラムである。図2に示されるものは、送信導体(201)および受信導体(301)のサンプリングである。図2に説明された動作モードでは、受信導体(301)だけが操作される。送信導体(201)は、単に受信導体(301)を動作させたままにするために、ハイインピーダンスpチャネル電界効果トランジスタに接続されるか、あるいは分離されることもある。この動作モードは、主として信号が本体を介して注入されているか、送信導体(201)以外の異なる送信アンテナまたは導体によって送信された場合、使用される。図2では、受信導体(301)のすべてが、接続された状態で示され、送信された信号を受信することができる。しかし、ある実施形態では、すべての受信導体(301)より少数が接続されることもある。ある実施形態では、送信導体(201)および受信導体(301)の機能が、互いの間で切り替え可能になるように、スイッチは受信導体(301)と送信導体(201)の間に接続される。ある実施形態では、送信導体(201)および受信導体(301)の両方は、信号を受信するために動作することができる。 FIG. 2 is a diagram illustrating the operating modes of the sensor. Shown in FIG. 2 is a sampling of the transmit conductor (201) and the receive conductor (301). In the operating mode illustrated in FIG. 2, only the receiving conductor (301) is operated. The transmit conductor (201) may be connected to a high impedance p-channel field effect transistor, or may be separated, simply to leave the receive conductor (301) active. This mode of operation is primarily used when the signal is injected through the body or transmitted by a different transmitting antenna or conductor than the transmitting conductor (201). In FIG. 2, all of the receiving conductors (301) are shown connected and capable of receiving transmitted signals. However, in some embodiments fewer than all receive conductors (301) may be connected. In an embodiment, a switch is connected between the receiving conductor (301) and the transmitting conductor (201) such that the functions of the transmitting conductor (201) and the receiving conductor (301) are switchable between each other. . In certain embodiments, both the transmit conductor (201) and the receive conductor (301) are operable to receive signals.

図3はセンサー用の別の動作モードを説明するダイヤグラムである。このモードも、図1を参照して上記のように述べられている。このモードにおいて、送信導体(201)は信号を送信、受信導体(301)は信号を受信する。センサーとの相互作用は、タッチイベントを確認し判定するために使用されるヒートマップを作成するために使用される。このモードは、接触および「接近している」タッチイベントなどのタッチイベントを検知するのに優れている。接近したタッチイベントによって、センサーの表面の数センチメートル内にあるのはタッチイベントであることが意味される。しかしながら、これよりさらに離れた距離で生じるタッチイベントが、さらに検知されることが理解されるに違いない。実際に、近接したタッチイベントを参照することによって、タッチイベントは、センサーの表面上の位置で生じるか、あるいは他の動作モードを使用して生じるタッチイベントよりもセンサーの表面に近接して生じることが意味される。 FIG. 3 is a diagram illustrating another mode of operation for the sensor. This mode is also described above with reference to FIG. In this mode, the transmitting conductor (201) transmits a signal and the receiving conductor (301) receives a signal. Interaction with the sensor is used to create a heat map that is used to confirm and determine touch events. This mode is excellent at detecting touch events such as contacts and "approaching" touch events. By close touch event it is meant that the touch event is within a few centimeters of the surface of the sensor. However, it should be understood that touch events occurring at further distances than this may also be detected. In fact, by referring to proximal touch events, we mean that touch events occur at a location on the surface of the sensor, or closer to the surface of the sensor than touch events that occur using other modes of operation. is meant.

図4はセンサーの別の動作モードを説明するダイヤグラムである。このモードの中で、アクティブな送信導体(201)の数は、図3に説明されたモードにおける送信導体(201)と比較して減らされている。図3に説明されたモードは、参照を容易にするために、本明細書では第1モードと呼ぶ。即ち、パネルは、典型的に、送信導体(201)のすべてが信号を送信している、第1モードを持っている。別の第2モードにおいて、送信導体(201)が、第1モードほども信号を送信しない。ある実施形態では、第1モードで動作した送信導体(201)と比較して、送信導体(201)の半分はアクティブである。ある実施形態では、第1モードで動作した送信導体(201)と比較して、送信導体(201)4分の3はアクティブである。ある実施形態では、第1モードで動作した送信導体(201)と比較して、送信導体(201)の4分の1はアクティブである。ある実施形態では、第1モードで動作した送信導体(201)と比較して、送信導体(201)の3分の1はアクティブである。ある実施形態では、第1モードで動作した送信導体(201)と比較して、送信導体(201)の8分の1はアクティブである。ある実施形態では、第1モードで動作した送信導体(201)と比較して、送信導体(201)の6分の1はアクティブである。ある実施形態では、第1モードで動作した送信導体(201)と比較して、送信導体(201)の9分の1はアクティブである。ある実施形態では、第1モードで動作した送信導体(201)と比較して、送信導体(201)の10分の1はアクティブである。ある実施形態では、第1モードで動作していたもの未満の、所定数の送信導体(201)が使用される。ある実施形態では、アクティブである送信導体(201)は、アクティブな送信導体(201)から互いに等距離である。ある実施形態では、アクティブである送信導体(201)は、互いから等距離ではない。ある実施形態では、送信導体(201)は第1モードに加えて複数の追加のモードで動作することができ、そこで、複数の追加のモードの各々が、第1モードの異なる数の送信導体(201)(例えば1/2のアクティブの送信導体(201)の第2のモードおよび、1/4のアクティブ送信導体(201)の第3のモード)を動作させる。 FIG. 4 is a diagram illustrating another mode of operation of the sensor. In this mode, the number of active transmit conductors (201) is reduced compared to the transmit conductors (201) in the mode illustrated in FIG. The mode illustrated in FIG. 3 is referred to herein as the first mode for ease of reference. That is, the panel typically has a first mode in which all of the transmitting conductors (201) are transmitting signals. In another second mode, the transmitting conductor (201) transmits less signals than in the first mode. In an embodiment, half of the transmit conductors (201) are active compared to the transmit conductors (201) operated in the first mode. In an embodiment, three quarters of the transmit conductors (201) are active compared to the transmit conductors (201) operated in the first mode. In an embodiment, one quarter of the transmit conductors (201) are active compared to the transmit conductors (201) operated in the first mode. In an embodiment, one third of the transmit conductors (201) are active compared to the transmit conductors (201) operated in the first mode. In an embodiment, one-eighth of the transmit conductors (201) are active compared to the transmit conductors (201) operated in the first mode. In an embodiment, one-sixth of the transmit conductors (201) are active compared to the transmit conductors (201) operated in the first mode. In an embodiment, one-ninth of the transmit conductors (201) are active compared to the transmit conductors (201) operated in the first mode. In an embodiment, one-tenth of the transmit conductors (201) are active compared to the transmit conductors (201) operated in the first mode. In some embodiments, a predetermined number of transmit conductors (201) are used, less than those operating in the first mode. In an embodiment, the active transmit conductors (201) are equidistant from each other from the active transmit conductors (201). In some embodiments, the active transmit conductors (201) are not equidistant from each other. In some embodiments, the transmitting conductor (201) can operate in a plurality of additional modes in addition to the first mode, where each of the plurality of additional modes comprises a different number of transmitting conductors (201) in the first mode. 201) (e.g. 1/2 active transmit conductor (201) in a second mode and 1/4 active transmit conductor (201) in a third mode).

タッチイベントの検出の範囲が増加させられることを可能とする、送信導体(201)の信号の規模は高い。送信導体(201)の減少は、さらにセンサー領域の小信号接地の数を減らす。送信導体(201)の信号の規模は、隣接した送信導体(201)間の増加した距離により増加可能である。受信導体(301)で増幅された信号を受信することによって、第1モードでの動作中に生じるタッチイベントに比べ、タッチパネルの表面からさらに遠くで生じるタッチイベントが、検知され得る。これは、タッチパネルを1つ以上のモードで動作させることを可能にし、そこでは、ユーザーの必要性あるいは感度の所望のレベルに依存して、タッチイベントへの感度を変えることができる。 The magnitude of the signal on the transmitting conductor (201) is high, allowing the range of detection of touch events to be increased. The reduction in transmit conductors (201) further reduces the number of small signal grounds in the sensor area. The signal magnitude of the transmitting conductors (201) can be increased due to the increased distance between adjacent transmitting conductors (201). By receiving the amplified signal on the receiving conductor (301), touch events occurring further from the surface of the touch panel can be detected compared to touch events occurring during operation in the first mode. This allows the touch panel to operate in one or more modes, where the sensitivity to touch events can be varied depending on the user's needs or desired level of sensitivity.

図5を参照すると、タッチ面の近くで低インピーダンス導体がより多く使用されるほど、検出可能なタッチ面の距離は短くなり、より多くのシステムは近くのタッチイベントにしか反応しない。送信導体の高インピーダンスを不能にすることによって、その領域の低インピーダンス導体の数は減少し、ホバーイベントをよく検知できるように、電磁力線が、タッチセンサーの表面からさらに遠くに達することを可能にする。ある実施形態では、時分割多重通信の方法における接近タッチイベントとホバーイベントに関するデータを集めるために、送信導体は、ソフトウェア制御下で高インピーダンス・モードに移ることができる。図5では、―vgsは、使用されるpfetのVthを超えていることもある。制御信号がアクティブである場合、Dの信号は最小限の(つまり1桁オーム)インピーダンスを備えたSにおける信号に移動することを可能にされることもある。制御信号が不活性の場合、―vgsは0ボルトか、あるいは、ほぼ0ボルトであり得る。また、DからSまでの経路は高インピーダンス経路になる。ある実施形態では、単一のpfetは効率的な多重送信および速いスイッチングのために使用されてもよい。 Referring to FIG. 5, the more low impedance conductors are used near the touch surface, the shorter the detectable touch surface distance and the more the system will only respond to nearby touch events. By disabling the high impedance of the transmit conductor, the number of low impedance conductors in that area is reduced, allowing the electromagnetic field lines to reach farther from the surface of the touch sensor for better detection of hover events. do. In certain embodiments, the transmit conductor can be moved to a high impedance mode under software control to collect data regarding proximity touch and hover events in a time division multiplexed manner. In FIG. 5, -vgs may exceed the Vth of the pfet used. If the control signal is active, the signal at D may be allowed to move to the signal at S with minimal (ie, single digit ohm) impedance. When the control signal is inactive, -vgs may be at or near 0 volts. Further, the path from D to S becomes a high impedance path. In some embodiments, a single pfet may be used for efficient multiplexing and fast switching.

ある実施形態では、タッチセンサーであって、前記タッチセンサーは:少なくとも第1のモードおよび第2のモードで送信するのに適合した、複数の送信導体;前記複数の送信導体に動作可能に接続された信号発生器であって、前記複数の送信導体のそれぞれに周波数直交信号を送信するように構成されている、信号発生器;受信機に動作可能に接続された、複数の受信導体;前記受信機に動作可能に接続された信号プロセッサであって、複数の積分周期の間、前記複数の受信導体のそれぞれで受信された受信信号を処理するように、及び、前記複数の積分周期のそれぞれと前記複数の受信導体のそれぞれに対し、タッチイベントを決定するために測定値を決定するように構成される信号プロセッサ;を含み、ここで、第1モード中には、第2モード中に比べて、より多くの前記複数の送信導体が周波数直交信号を送信し、第2モード中には、第1モード中に比べて、前記タッチイベントは前記タッチセンサーからより離れて決定されることができる。 In some embodiments, the touch sensor comprises: a plurality of transmit conductors adapted to transmit in at least a first mode and a second mode; operably connected to the plurality of transmit conductors; a signal generator configured to transmit a frequency orthogonal signal to each of the plurality of transmit conductors; a plurality of receive conductors operably connected to a receiver; a signal processor operably connected to the machine for processing a received signal received on each of the plurality of receive conductors during a plurality of integration periods; a signal processor configured to determine, for each of the plurality of receiving conductors, a measurement to determine a touch event; , more of the plurality of transmitting conductors transmit frequency orthogonal signals, and during the second mode the touch event can be determined further from the touch sensor than during the first mode.

開示の別の態様はタッチセンサーであって、前記タッチセンサーは、第1のモードで信号を送信するのに適合した、第1の複数の導体;第2のモードで信号を送信するのに適合した、第2の複数の導体;第1のモード及び第2のモードで信号を受信するのに適合した、第3の複数の導体;前記第1の複数の導体及び前記第2の複数の導体に動作可能に接続された前記信号発生器であって、前記第1の複数の導体及び前記第2の複数の導体のそれぞれに信号を送信するように構成されている、信号発生器;前記第3の複数の導体に動作可能に接続された信号プロセッサであって、複数の積分周期の間、前記第3の複数の導体のそれぞれで受信された受信信号を処理するように、及び、前記複数の積分周期のそれぞれと前記複数の受信導体のそれぞれに対し、タッチイベントを決定するために測定値を決定するように構成される信号プロセッサ;を含み、前記第1の複数の導体における導体の数は、前記第2の複数の導体における導体の数より多く、第2モード中には、第1モード中に比べて、タッチイベントは前記タッチセンサーからより離れて決定されることができる。 Another aspect of the disclosure is a touch sensor, the touch sensor comprising: a first plurality of conductors adapted to transmit signals in a first mode; a first plurality of conductors adapted to transmit signals in a second mode; a second plurality of conductors adapted to receive signals in the first mode and the second mode; said first plurality of conductors and said second plurality of conductors; the signal generator operably connected to the signal generator, the signal generator being configured to transmit a signal to each of the first plurality of conductors and the second plurality of conductors; a signal processor operably connected to a third plurality of conductors for processing a received signal received on each of the third plurality of conductors during a plurality of integration periods; a signal processor configured to determine a measurement value for determining a touch event for each of the plurality of receiving conductors and for each of the plurality of receiving conductors, the number of conductors in the first plurality of conductors; is greater than the number of conductors in the second plurality of conductors, and during the second mode touch events can be determined further from the touch sensor than during the first mode.

本開示のさらに別の態様はタッチイベントを検知する方法であって、タッチイベントを検知する方法は、第1のモードにおいて複数の送信導体に沿って信号を送信する工程であって、送信導体は動作可能に信号発生器と接続され、信号発生器は、前記複数の送信導体のそれぞれで周波数直交信号を送信するように構成されている、工程;複数の受信導体で信号を受信する工程であって、前記複数の受信導体は受信機に動作可能に接続され、信号プロセッサは、前記受信機に動作可能に接続され、前記信号プロセッサは、複数の積分周期の間、前記複数の受信導体のそれぞれで受信信号を処理するように、及び、前記複数の積分周期のそれぞれと前記複数の受信導体のそれぞれに対し、タッチイベントを決定するために測定値を決定するように構成される、工程、第1モードで生じる第1のタッチイベントの決定する工程;第2モードで信号を送信する工程であって、前記第2モードでは、より少ない前記送信導体が信号を送信する、工程;第2モード中に起きる第2のタッチイベントを決定する工程であって、前記第2のタッチイベントは、第1モード中より、前記タッチセンサーからより離れて生じる、工程を含む。 Yet another aspect of the present disclosure is a method of detecting a touch event, the method of detecting a touch event comprising transmitting a signal along a plurality of transmit conductors in a first mode, the transmit conductor being operably connected to a signal generator, the signal generator configured to transmit a frequency orthogonal signal on each of the plurality of transmit conductors; receiving the signal on a plurality of receive conductors; the plurality of receive conductors are operably connected to a receiver, a signal processor is operably connected to the receiver, and the signal processor controls each of the plurality of receive conductors for a plurality of integration periods. and for each of the plurality of integration periods and for each of the plurality of receive conductors, the step is configured to process a received signal at a timer and determine a measurement value to determine a touch event. determining a first touch event occurring in one mode; transmitting a signal in a second mode, wherein in the second mode fewer of the transmitting conductors transmit a signal; determining a second touch event that occurs in the first mode, the second touch event occurring further away from the touch sensor than during the first mode.

本発明はその好ましい実施形態に関して具体的に示され、記載されてきた一方で、形態と詳細の様々な変化は本発明の精神と範囲から逸脱することなくなされ得るということが当業者に理解されよう。 While the invention has been particularly shown and described with respect to preferred embodiments thereof, it will be appreciated by those skilled in the art that various changes in form and detail may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention. Good morning.

Claims (20)

タッチセンサーであって、前記タッチセンサーは、
少なくとも第1のモードおよび第2のモードで送信するのに適合した、複数の送信導体と、
前記複数の送信導体に動作可能に接続された信号発生器であって、前記信号発生器は、複数の周波数直交信号を生成し、前記複数の送信導体のセットに含まれる送信体のそれぞれに前記複数の周波数直交信号の少なくとも1つを送信するように構成されている、信号発生器と、
受信機に動作可能に接続された、複数の受信導体と、
前記受信機に動作可能に接続された信号プロセッサであって、複数の積分周期の間、前記複数の受信導体のそれぞれで受信された信号を処理するように、及び、前記複数の積分周期のそれぞれと前記複数の受信導体のそれぞれに対し、タッチイベントを決定するために測定値を決定するように構成される信号プロセッサと、
を含み、
ここで、前記第1モード中には、前記複数の送信導体のセットは前記複数の送信体のうち前記第2モード中よりも多くの送信体を含み、該第2モード中には、前記第1モード中に比べて、前記タッチイベントは前記タッチセンサーからより離れて決定されることができる
ことを特徴とするタッチセンサー。
A touch sensor, the touch sensor comprising:
a plurality of transmitting conductors adapted to transmit in at least a first mode and a second mode;
a signal generator operably connected to the plurality of transmit conductors, the signal generator generating a plurality of frequency orthogonal signals to each of the transmit conductors included in the set of the plurality of transmit conductors ; a signal generator configured to transmit at least one of the plurality of frequency orthogonal signals;
a plurality of receiving conductors operably connected to the receiver;
a signal processor operably connected to the receiver to process a signal received on each of the plurality of receive conductors during a plurality of integration periods, and for each of the plurality of integration periods; and a signal processor configured to determine a measurement value for each of the plurality of receiving conductors to determine a touch event;
including;
wherein during the first mode, the set of the plurality of transmitting conductors includes more transmitting conductors among the plurality of transmitting conductors than during the second mode; The touch sensor may be characterized in that the touch event can be determined further away from the touch sensor than during the first mode.
前記第2モード中には、前記第1モード中の半分の前記送信導体が、周波数直交信号を送信することを特徴とする請求項1に記載のタッチセンサー。 The touch sensor of claim 1, wherein during the second mode, half of the transmitting conductors during the first mode transmit frequency orthogonal signals. 第3のモードをさらに含み、前記第1モードあるいは、前記第2モード中とは異なる数の送信導体が、周波数直交信号を送信することを特徴とする請求項1のタッチセンサー。 2. The touch sensor of claim 1, further comprising a third mode, wherein a different number of transmitting conductors than during the first mode or the second mode transmit frequency orthogonal signals. 前記第2モード中には、前記第1モード中の四分の1の前記送信導体が、周波数直交信号を送信することを特徴とする請求項1に記載のタッチセンサー。 2. The touch sensor of claim 1, wherein during the second mode, one quarter of the transmitting conductors in the first mode transmit frequency orthogonal signals. 前記第2モード中には、周波数直交信号を送信する前記送信導体は互いから等距離であることを特徴とする請求項1に記載のタッチセンサー。 The touch sensor of claim 1, wherein during the second mode, the transmitting conductors transmitting frequency orthogonal signals are equidistant from each other. 前記第2モード中には、周波数直交信号を送信する前記送信導体は互いから等距離でないことを特徴とする請求項1に記載のタッチセンサー。 The touch sensor of claim 1, wherein during the second mode, the transmitting conductors transmitting frequency orthogonal signals are not equidistant from each other. 前記第2モード中には、前記第1モード中の四分の三の前記送信導体が、周波数直交信号を送信することを特徴とする請求項1に記載のタッチセンサー。 The touch sensor of claim 1, wherein during the second mode, three quarters of the transmitting conductors in the first mode transmit frequency orthogonal signals. タッチセンサーであって、前記タッチセンサーは、
第1のモードで信号を送信するのに適合した、第1の複数の導体と、
第2のモードで信号を送信するのに適合した、第2の複数の導体と、
前記第1のモード及び前記第2のモードで信号を受信するのに適合した、第3の複数の導体と、
前記第1の複数の導体及び前記第2の複数の導体に動作可能に接続された信号発生器であって、前記信号発生器は、複数の周波数直交信号を生成し、前記第1の複数の導体及び前記第2の複数の導体のそれぞれに前記複数の周波数直交信号の少なくとも1つを送信するように構成されている、信号発生器と、
前記第3の複数の導体に動作可能に接続された信号プロセッサであって、複数の積分周期の間、前記第3の複数の導体のそれぞれで受信された信号を処理するように、及び、前記複数の積分周期のそれぞれと前記第3の複数の導体のそれぞれに対し、タッチイベントを決定するために測定値を決定するように構成された信号プロセッサと、
を含み、
前記第1の複数の導体における導体の数は、前記第2の複数の導体における導体の数より多く、前記第2モード中には、前記第1モード中に比べて、タッチイベントは前記タッチセンサーからより離れて決定されることができる
ことを特徴とするタッチセンサー。
A touch sensor, the touch sensor comprising:
a first plurality of conductors adapted to transmit signals in a first mode;
a second plurality of conductors adapted to transmit signals in a second mode;
a third plurality of conductors adapted to receive signals in the first mode and the second mode;
a signal generator operably connected to the first plurality of conductors and the second plurality of conductors, the signal generator generating a plurality of frequency orthogonal signals; a signal generator configured to transmit at least one of the plurality of frequency orthogonal signals to each of the conductors and the second plurality of conductors;
a signal processor operably connected to the third plurality of conductors to process signals received on each of the third plurality of conductors during a plurality of integration periods; a signal processor configured to determine a measurement value for each of the plurality of integration periods and for each of the third plurality of conductors to determine a touch event;
including;
The number of conductors in the first plurality of conductors is greater than the number of conductors in the second plurality of conductors, and during the second mode, a touch event is more sensitive to the touch sensor than during the first mode. A touch sensor characterized in that it can be determined further away from the touch sensor.
前記第2の複数の導体における導体の数は、前記第1の複数の導体における導体の数の半分であることを特徴とする請求項8に記載のタッチセンサー。 9. The touch sensor of claim 8, wherein the number of conductors in the second plurality of conductors is half the number of conductors in the first plurality of conductors. 3のモードで信号を送信することに適合した前記第3の複数の導体をさらに含み、前記第3の複数の導体における導体の数は、前記第1の複数の導体における導体の数及び前記第2の複数の導体における導体の数とは異なっていることを特徴とする請求項8に記載のタッチセンサー。 further comprising the third plurality of conductors adapted to transmit signals in a third mode, the number of conductors in the third plurality being the number of conductors in the first plurality of conductors and the number of conductors in the first plurality of conductors; 9. The touch sensor of claim 8, wherein the number of conductors in the second plurality of conductors is different. 前記第2の複数の導体における導体の数は、前記第1の複数の導体における導体の数の四分の一であることを特徴とする請求項8に記載のタッチセンサー。 9. The touch sensor of claim 8, wherein the number of conductors in the second plurality of conductors is one quarter of the number of conductors in the first plurality of conductors. 前記第2の複数の導体における導体は互いから等距離であることを特徴とする請求項8に記載のタッチセンサー。 9. The touch sensor of claim 8, wherein conductors in the second plurality of conductors are equidistant from each other. 前記第2の複数の導体は互いから等距離ではないことを特徴とする請求項8に記載のタッチセンサー。 9. The touch sensor of claim 8, wherein the second plurality of conductors are not equidistant from each other. 前記第2の複数の導体における導体の数は、前記第1の複数の導体における導体の四分の三であることを特徴とする請求項8に記載のタッチセンサー。 9. The touch sensor of claim 8, wherein the number of conductors in the second plurality of conductors is three-quarters of the number of conductors in the first plurality of conductors. 複数の送信導体、信号発生器、複数の受信導体、受信機及び信号プロセッサを用いてタッチイベントを検知する方法であって、
第1モードにおいて、前記信号発生器であって、複数の周波数直交信号を生成し、前記複数の送信導体のセットの中のそれぞれの送信導体に前記複数の周波数直交信号の少なくとも1つを送信するよう構成されてなる、前記信号発生器から、前記信号発生器と動作可能に接続された前記複数の送信導体に沿って信号を送信する工程と、
前記受信機であって、該受信機には前記信号プロセッサが動作可能に接続され、該信号プロセッサは複数の積分周期の間、前記複数の受信導体のそれぞれで受信信号を処理し、且つ、前記複数の積分周期のそれぞれと前記複数の受信導体のそれぞれに対し、タッチイベントを決定するための測定値を決定するよう構成されてなり、前記受信機に、動作可能に接続された前記複数の受信導体で信号を受信する工程と、
前記第1モードで生じる第1のタッチイベントを決定する工程と、
第2モードで信号を送信する工程であって、該2モードでは、前記第1モードより少ない前記複数の送信導体のセットの中の送信導体が信号を送信する、第2モードで信号を送信する工程と、
前記第2モード中に起きる第2のタッチイベントを決定する工程であって、該第2のタッチイベントは、前記第1モード中より、タッチセンサーから離れて生じる、第2のタッチイベントを決定する工程と、
から成る方法。
A method of detecting a touch event using a plurality of transmitting conductors, a signal generator, a plurality of receiving conductors, a receiver and a signal processor, the method comprising:
In a first mode, the signal generator generates a plurality of frequency orthogonal signals and transmits at least one of the plurality of frequency orthogonal signals to a respective transmission conductor in the set of plurality of transmission conductors. transmitting a signal from the signal generator along the plurality of transmission conductors operably connected to the signal generator;
the receiver, the signal processor being operably connected to the receiver, the signal processor processing the received signal on each of the plurality of receive conductors for a plurality of integration periods; the plurality of receivers configured to determine a measurement value for determining a touch event for each of the plurality of integration periods and each of the plurality of receiver conductors, and operably connected to the receiver; a process of receiving a signal with a conductor;
determining a first touch event occurring in the first mode;
transmitting a signal in a second mode, the second mode having fewer transmitting conductors in the set of transmitting conductors than in the first mode transmitting a signal; The process of
determining a second touch event that occurs during the second mode, the second touch event occurring further from the touch sensor than during the first mode; process and
A method consisting of
前記第2モード中には、前記第1モード中の半分の前記送信導体が、周波数直交信号を送信することを特徴とする請求項15に記載の方法。 16. The method of claim 15, wherein during the second mode, half of the transmit conductors during the first mode transmit frequency orthogonal signals. 第3のモードで信号を送信する工程をさらに含み、前記第1モードあるいは前記第2モードとは異なる数の前記送信導体が信号を送信することを特徴とする請求項15に記載の方法。 16. The method of claim 15, further comprising transmitting signals in a third mode, wherein a different number of the transmitting conductors transmit signals than in the first mode or the second mode. 前記第2モード中には、前記第1モード中の四分の一の前記送信導体が、周波数直交信号を送信することを特徴とする請求項15に記載の方法。 16. The method of claim 15, wherein during the second mode, one quarter of the transmit conductors in the first mode transmit frequency orthogonal signals. 前記第2モード中には、信号を送信する前記送信導体は互いから等距離であることを特徴とする請求項15に記載の方法。 16. The method of claim 15, wherein during the second mode, the transmitting conductors transmitting signals are equidistant from each other. 前記第2モード中には、信号を送信する前記送信導体は互いから等距離でないことを特徴とする請求項15に記載の方法。 16. The method of claim 15, wherein during the second mode, the transmitting conductors transmitting signals are not equidistant from each other.
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